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oder anderen Behandlungsmitteta zu regeln. Zu diesem Zweck wird der durch die Ventut shte erzeugte Druckunterschied des Wasserstromes an zwei verschiedenen Stellen dazu benutzt um eine Regelungavorrichtung zu beeinflussen, durch die das Mischungsverhältnis des Chlors oder dgl. zu dem fliessenden Wasser geregelt wird, DieseschMht mittels einer Druckminder-und Regelungs- vorrichtung, die in die Speiseleitung der Chlorgasquelle eingeschaltet ist und durch die der Druck, unter dem das Gas eine in der Speiseleitung angeordnete, Drosselvorrichtung durchströmt, genau bestimmt wird.
Durch diese Mittel lässt sich eine sehr genaue Regelung der Menge des zuzuführenden Chlors für verschiedene Mengen des durchfliessenden Wassers hinter der Stelle, wo das Chlor zugesetzt wird, erzielen.
Auf den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine zum Teil schematisch und teilweise im Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer nach, der Erfindung gebauten Vorrichtung. Fig. 2 ist eine teilweise im Schnitt dargestellte Einzelansicht der Fig. 1 in grösserem Massstabe und Fig. 3 zeigt eine zum Teil schematisch und teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer Abänderungsform der Vorrichtung.
Die in Fig. 1 und 2 veranschaulichte Vorrichtung soll beispielsweise dazu dienen, eine bestimmte Menge Chlor dem zu behandelnden Wasser zuzufügen, und zwar in solcher Weise, dass das Chlorgas in abgemessener Menge zunächst durch einen geringeren Wasserstrom absorbiert und dann der hiedurch erzeugte Chlorwasserstrom unmittelbar in die zu behandelnde Hauptwassermasse übergeführt wird. Die Vorrichtung enthält einen Absorptionsturm 10, durch den ein Wasserstrom geringer Menge nach unten fliesst, um einen nach oben strömenden Chlorgasstrom zu absorbieren.
Der Absorptionsturm kann aus einem stehenden Behälter aus Steingut oder anderem Stoff bestehen, der von Chlor nicht angegriffen wird ; der Turm ist ganz oder nahezu ganz mit Steinbrocken, Koks oder anderem Verteilungsmaterial gefüllt, durch welches das Wasser schleierartig ausgebreitet wird, um dem aufsteigenden Gasstrom eine möglichst grosse Berührung- fläche darzubieten. Der Turm 10 ist mit einem Entlüftungsstutzen 11 versehen, um den Druck innerhalb des Turmes auf oder annähernd auf Atmosphärendruck zu halten. Das Wasser wird dem oberen Teile des Turmes durch eine Leitung 72 zugeführt, die mit einem Absperrventil 1. 3 und eine. m Regelventil 1 versehen ist.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird das Chlor einer Gasflasche 15 entnommen, die verdichtetes und verflüssigtes Chlorgas enthält, und von der eine Leitung 16 in den unteren Teil aes Turmes 10 führt. Natürlich kann an Stelle der Gasflasche eine andere Gasquelle benutzt werden, durch die das Gas unter Druck zugeführt wird. Die Gasflasche 15 ist. mit dem üblichen Absperrventil 77 versehen, während in die Speiseleitung 16 Druckminder- und Regelvorrichtungen eingeschaltet sind, und zwar das einstellbare Druckminderventil 2C und zwischen diesem und dem Turm 10 eine Drosselvorrichtung 21, die beispielsweise in Form einer Drosselscheibe mit genau bemessenem Durchgangsquerschnitt gebildet wird.
Zwischen der Drosselvorrichtung 21 und dem Ventil 20 ist ein Druckmesser vorgesehen, der den Druck anzeigt, unter dem dass Gas die Drosselvorrichtung erreicht. Es ist praktisch nötig, den Druck an der Drosselvorrichtung auch bei schwankendem Zuführungsdruck, z. B. wenn das Gas aus der Gasflasche tn beträchtlicher
Menge und ohne Unterbrechung auf verhältnismässig lange Zeit entnommen wird, auf gleicher
Höhe zu halten, um den Druckabfall hinter dem Ventil 20 möglichst zu verringern und dadurch eine genauere Regelung des Druckes auf d,'r Abgabeseite dieses Ventils seiner Einstellung entsprechend zu sichern. Zur Erreichung dieses Zweckes ist ein zweites Druckminderventil 25 zweek-
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einem Druckmesser 26 zum Anzeigen seines Lieferungsdruckes versehen sein.
Es ist auch vorteilhaft, einen dritten Druckmesser 27 zwischen der Gasflasche 15 und dem Ventil 25 anzuordnen. Die Leitung 16 ist mit einer hinter der Drosselvorrichtung 21 angeordneten, sich nach unten erstreckenden Schlange 28 versehen, durch die verhindert wird, dass zu den Mess- und Regel- vorrichtungen aus dem Turm 10 Feuchtigkeit durch diffundierende Flüssigkeitsdämpfe übertritt. Das Chlorwasser wird aus dem Turm 10 durch ein Rohr. 30 unmittelbar in die Leitung-37 übergeleitet und hier mit dem zu behandelnden Wasserstrom vereinigt.
Diese Anordnung ist dann geeignet, wenn der Druck in der Wasserleitung nicht gross genug ist, um den Druck der in dem Rohre 30 stehenden, der Höhenlage des Turmes 10 oberhalb der Leitung, 31 entsprechenden Wassersäule zu überwinden. Bei der dargestellten Vorrichtung fliesst somit der aus dem Turm 10 kommende Chlorwasserstrom unmittelbar und dauernd in die Leitung 31.
Der Betrieb der vorgeschriebenen Vorrichtung vollzieht sich in folgender Weise :
Wenn das Absperrventil 77 offen und das Druckminderventil 25 so eingestellt ist, dass das zuzuführende Gas etwa unter dem gewünschten Druck die Drosselvorrichtung 21 erreicht, tritt das Chlor nach Durchströmen der Drosselvorrichtung 27 in den Absorptionsturm 10 in einer der Einstellung des Ventils 20 entsprechenden Menge über. Das durch den Turm nach oben streichende
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und durch da. s Rohr 30 dauernd in den zu behandelnden Wasserstrom der Leitung 31 übergeführt.
Das Mengenverhältnis des dem Wasser zuzusetzenden Chlors wird somit der Strömungs-
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geichwindigkeit des Chlorgases an der Drosselvorrichtung 21 entsprechen, Da nun die Strömungsgeschwindigkeit des Chlors an der Drosselvonichtung von dem Zuführungsdruck abhängt, wird die Chlorgaszufübrung durch das einstellbare Druckminderventil 20 geregelt. Da ferner der Druck
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des Chlorgases durch Einstellen des Ventils 20 der Angabe des Druckmessers 22 entsprechend geregelt werden kann. Die Zuführung des Wassers zu dem Turm 10 durch das Rohr 12 ist so zu bemessen, dass genügend Wasser den Turm durchfliesst, um die Höchstmenge des in den Turm eintretenden Chlorgases vollständig zu absorbieren und somit eine Lösung von grösserer oder geringerer Stärke zu erhalten.
Die genaue Menge des den Turm durchfliessenden Wassers ist belanglos, da bei jeder Stärke der erzeugten Lösung Chlor dem die Leitung 31 durchfliessenden Wasser stets in demselben Masse zugeführt wird, wie es in den Turn eintritt, vorausgesetzt, dass
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in der zu behandelnden Wassermasse gesichert wird. Zur Regelung der zuzuführenden Chlormenge entsprechend der Menge des die Leitung 31 durchfliessenden Wassers dient bei der dargestellten Vorrichtung eine Einrichtung, die durch den von einer Venturi-Röhre der Leitung 31 erzeugten Druckunterschied beeinflusst und zur Einstellung des Ventils nutzbar gemacht wird. Von zwei Punkten verschiedenen Druckes. z.
B. von dem Punkt ? des engsten Querschnitts der Venturi-Röhre 35 und von einem in der Nähe des Einlaufs dieser Röhre liegenden Punkte gehen Druckrohre 36 und 37 aus, die mit Einlassöffnungen 38 bzw. 39 (Fig. 2) in Verbindung stehen, welche in den unteren und oberen Teil eines niedrigen Zylinders 40 münden. Natürlich können die Rohre 16 und 37 auch von anderen Punkten verschiedenen Druckes in der Leitung. 31
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und 39 steht.
Somit, wird auf die eine Seite des Kolbens 41, und zwar in Fig. 2 auf die untere Kolbenseite, ein Dtuck ausgeübt, der dem Druck in der Wasserleitung au der Stelle entspricht.
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durch die Leitung 31 wird somit der auf der Oberseite des Kolbens herrschende Druck grösser sein als der Druck auf der unteren Seite des Kolbens, der Kolben wird daber bestrebt sein, sich nach unten zu bewegen.
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Kolbens 41 ändern zu können.
Zu diesem Zweck irt der von zwei senkrechten Führungsplatten 48 gehaltene Zapfen 47 dulch einen Lungsschtitz des Hebels 46 hindurchgeführt und auf einer Führung 49 verschiebbar, auf dem er in der Längsrichtung des Hebels 46 durch Einstellung der Spindel 50 verschoben werden kann, die durch eine Gewindebohrung des mit dem unteren Teile der Führungsplatten 48 verbundenen Blocks 51 hindurchgeht. Der Hebel 46 steht mit der Ventil-
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Mutter gesichert. Zum Ausgleich des Gewichtes des Kolbens 41 und der sich damit bewegenden Teile ist eine Ausgleichsvorrichtung vorgesehen, die aus einem an dem FÜhrungsstück 44 drehbar gelagerten Hebel J4 besteht, dessen kürzerer Arm mit der Kolbenstange 42 in Eingriff steht und diese anzuheben sucht, während sein längerer Arm ein verstellbares Gewicht 55 trägt.
Das Druckminder- und Regelventil 20 der dargestellten Vorrichtung ist federbelastet und mit einer Membran versehen. Die Membran steht auf einer Seite unter dem Druck des austretenden
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unter dem Druck einer Feder 65, die bestrebt ist, die Membran gegen die Wirkung des in der Kammer 61 herrschenden Druckes zu bewegen und den Sitz 63 von dem Einlassstutzen 64 abzuheben. Die Feder 65 wird zwecks Erhöhung der Empfindlichkeit der Vorrichtung zweckmässig so angeordnet, dass sie unmittelbar auf die Aussenseite der Membran 60 wirkt. Zur Einstellung der Feder 65 ist ihr äusseres Ende mittels der Stellspindel 45 abgestützt, die als Gleitstange ausgebildet ist, und deren Stellung durch den von dem Kolben 41 mittels des Hebels 46 ausgeübten Druck geregelt wird.
Die von dem Kolben 41 ausgeübte, veränderliche Kraft wird durch den Hebel 46 unmittelbar auf die Ventilfeder 65 und durch diese auf die Membran 60 übertragen.
Die Feder 65 dient somit dazu, um einerseits der Niederbewegung des Kolbens 41 einen allmählich wachsenden Widerstand entgegenzusetzen, und andererseits auf die Membran 60 einen nach- giebigen, auf Öffnung des Ventils wirkenden Druck auszuüben.
Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung werden die verschiedenen Teile der selbsttätigen Regelvorrichtung von einer in Kammern unterteilten Säule 70 getragen. Der zur tibertragung des Druckunterschiedes dienende Zylinder 40 ist am unteren Teile der Säule 70 befestigt ; seine Einlassöffnungen 38 und 39 stehen mit den voneinander getrennten Kammern 71 und 72 der Säule in Verbindung, an welche die Druckrohre 36 bzw. 37 angeschlossen sind. An der gegen- überliegenden Seite ist das Ventil 20 mit dem oberen Teil der Säule 70 verbunden. Die Auslass-
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Die Chlorzuführungsleitung 16 ist unmittelbar an die Einlassseite des Ventils 20 angeschlossen und findet ihre Fortsetzung an der gegenüberliegenden Seite der Kammer 73, wo in die Leitung 16 die Drosselvorrichtung 21 dicht an der Wand der Säule 70 eingeschaltet ist.
Auf der Spitze der Säule 70 ist in der mit der Kammer 73 verbundene Druckmesser 22 angebracht. Der Hebel 46, sein Drehzapfen 47 und die Führung 49 sind in einer Queröffnung der Säule 70 zwischen den Kammern 72 und 73 untergebracht.
Es ist zweckmässig, dass neben dem ablesbaren Druckmesser 22 zum Aufzeichnen des Druckes, unter dem das Chlor die Drosselvorrichtung 21 erreicht, noch ein selbstregistrierender Druckmesser 75 auf der Säule 70 und in Verbindung mit der Kammer 73 angebracht wird, wie Fig. 1 zeigt.
Beim Betriebe der Vorrichtung wird das Absperrventil 17 geöffnet und das Druckminderventil 25 auf den gewünschten Zuführungsdruck des Chlorgases eingestellt. Die Menge des in den Turm 10 übertretenden Gases hängt dann von der Einstellung des Ventils 20, d. h. von dem
Druck-ab, unter dem das Gas die Drosselvorrichtung 21 erreicht.
Das in den unteren Teil des Turmes 10 eintretende Gas wird durch den in dem Turm niederfliessenden Wasserstrom absorbiert und das auf diese Weise erzeugte Chloiwasser dauernd durch das Rohr 30 dem die Leitung 11 durchniessenden Wassserstrom zugeführt. Das Zusatzverhättnis des Chlors zu dem zu behandelnden Wasser hängt somit von dem Druck ab, unter welchem das Chlorgas die Drosselvorrichtunu 21 erreicht, und wird in der oben beschriebenen Weise durch das einstellbare Druckminder-und Regelventil 20 selbsttätig geregelt.
Wenn ein Wasserstrom die Leitung 31 durchfliesst, so entsteht in der Richtung von dem Einlaufende der Venturi-Röhre 35 nach deren Einschnürungsstelle ein Druckabfall. Dieser Druckunterschied zwischen zwei in der Längsltchtung der Leitung 31 voneinander getrennten Punkten, z. B. an den Anschlussstellen der Rohre 36 und 37, ändert sich nahezu mit dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers. Da die Kraft des Kolbens 41 durch den Hebel 46 auf
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einen Druck aus, der sich mit der Strömungsgeschwindigkeit des die Leitung 31 durchfliessenden Wassers ändert. und zwar im Verhältnis zu dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit oder entsprechend dem Quadrat der Wassermenge, welche die Leitung 31 in gegebener Zeit durchfliesst.
Der durch die Feder 65 auf die Membran 60 ausgeübte Druck sucht die Ventilöffnung am Einlassstutzen 64 zu öffnen und hält diese Ventilöffnung solange offen, als der in der Kammer 61 herrschende, auf die Membran 60 wirkende Gasdruck nicht stark genug ist, um den Druck der Feder zu überwinden. Demnach wird der Gasdruck in den Kammern 61 und 73 und daher der Druck, unter dem das Chlorgas die Drosselvorrichtung 21 erreicht, durch den Kolben 41 geregelt
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Gases und die Menge des dem Wasser in der Leitung 31 zuzusetzenden Chlors annähernd in gleichem Verhältnis zu den Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers.
Durch Einstellen des Zapfens 47 kann die Kraft, die bei gegebener Menge des die Leitung 31 durchniessenden Wassers von dem Kolben 41 auf die Feder 65 ausgeübt wird, geändert und dadurch das Ventil 20 auf das gewünschte Mass der Zufuhr des Chlors entsprechend einem Zusatzverhältnis zum Wasser eingestellt werden. Beim Betriebe der Vorrichtung wird daher der Zapfen so ein- gestellt, dass das gewünschte Zusatzverhältnis des.. Chlors gesichert ist. Dieses Verhältnis wird
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dann auch bei Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers annähernd aufrechterhalten.
Da der Durchgangsquerschnitt der Drosselvorrichtung 21 bekannt ist, so kann das Mass der Chlorzufuhr durch Ablesen des Druckmessers 21 festgestellt und demnach die Chlorzufuhr den Angaben des Druckmessers entsprechend für jede bekannte Strömungsgeschwindigkeit des Wassers in der Leitung 31 eingestellt werden. In ähnlicher Weise kann das Mass der Chlorzufuhr jederzeit festgestellt werden, um die Wirkung der Chlorabsorptionsvorrichtung bezüglich der Menge des zu behandelnden Wassers nachzuprüfen. Natürlich kann das Zusatzverhältnis von Chlor zu Wasser durch Untersuchen von Proben des Chlorwassers genau bestimmt werden, und derartige Untersuchungen können auch zur Nachprüfung der ordnungsmässigen Wirkungsweise der Vorrichtung angestellt werden.
An Stelle des einstellbaren Zapfens 47 oder in Verbindung hiemit kann eine einstellbare Drosselvorrichtung Verwendung finden, um das Zusatzverhältnis des Chlors zum Wasser nach Bedarf zu regeln, jedoch ist es vorteilhaft, eine Drosselvorrichtung von bestimmtem, gleichbleibendem Durchgangsquerschnitt zu verwenden. Um durch das Ventil 20 die Chlorzufuhr abzusperren, wenn kein Wasser die Leitung 31 durchfliesst, ist das Gegengewicht jj so eingestellt, dass es das Gewicht des Kolbens 41 und der mit ihm verbundenen Teile ausgleicht, während andererseits die Chlorzufuhr sofort wieder beginnt, wenn auf den Kolben 41 ein nennens- werter Druckunterschied ausgeübt wird.
Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung ist das Mass der Höchstbewegung des Kolbens 41, der Ventilspindel J, des Gewichtshebels J und der damit verbundenen Teile verhältnismässig sehr klein, so dass Störungen im Betriebe der Vorrichtung infolge grösserer Bewegungen der einzelnen Teile nicht vorkommen können.
In Fig. 3 ist eine Abänderungsform der Vorrichtung dargestellt, bei welcher der Druckunterschied nicht unmittelbar auf die Feder des Druckregelventils 20 übertragen wird. sondern dazu dient, um eine die Spannung der Ventilfeder regelnde Schraubenspindel des Ventils zu drehen. Die zur Übertragung des Druckunterschiedes des strömenden Wassers dienenden Mittel sind hier dieselben wie bei der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2. Auch hier ist ein Zylinder 40 mit dem darin spielenden Kolben 41 vorgesehen. Der Zylinder steht durch die Druck-rohre-36 und 117 mit den beiden Stellen verschiedenen Druckes der Venturi-Röhre 35 in Verbindung.
Die Kolben- stange 42 trägt ein Zahnstange 80. die unter dem Einfluss einer Feder 81 steht, welche der Nieder bewegung des Kolbens einen allmählich wachsenden Widerstand entgegensetzt. Die auf einer
Verlängerung der Zahnstange 80 angeordnete Feder 81 liegt gegen einen Stellring ? an, durch den die Federspannung geändert werden kann. Die Zahnstange ( ? steht mit einem Zahnrad 83 in Eingriff, das in ein Zahnrad 84 auf der chrau bellspindel 85 des Druckminder-und Regel- ventils 20a eingreift. Durch Drehung der Schraubenspindel 85 in der einen oder anderen Richtung
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Ventil 20 der Fig. 2 ähnlich.
Wenn sich der Kolben 41 beim Wachsen der Strömmungsgeschwindigkeit des die Leitung 31 durchfliessenden Wassers durch den sich dabei erhöhenden Duckunterschied abwärtsbewegt, wird die Ventilspindel 85 so gedreht, dass die Spannung der Ventilfeder zu-
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Absorptionstllrm sich entsprechend steigert Wenn dagegen der Kolben 41 sich aufwärts bewegt, was bei einer Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit des in der Leitung 31 fliessenden
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Spannung der ventilfeder und der durch das Ventil 20a geregelte Zuführungsdruck des Gases in gleichem Verhältnis zu den Änderungen des auf den Kolben 41 wirkenden Druckunterschiedes.
Da ferner die Menge des die Drosselvorrichtung 21 durchströmenden Gases sich proportional der Quadratwurzel aus dem Druck ändert, unter dem das Gas die Drosselvorrichtung erreicht, so ändert sich die Menge des in den Turm 10 übertretende Gases und die Menge des dem Wasser- strom zuzusetzenden Chlors annähernd in gleichem Verhältnis zu den Änderungen der Strömungs- geschwindigkeit des Wassers. Beim Betriebe der Vorrichtung wird die Feder 81 so eingestellt, dass die gewünschte Zusatzmenge des Chlors für eine gegebene Strömungsgeschwindigkeit des Wassers erreicht wird. Diese Einstellung kann mit Hilfe der Angaben des Druckmessers 22 in der oben beschriebenen Weise bewirkt werden.
Natürlich ist die Erfindung auf die genaue Bauart und Anordnung der in den Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen nicht beschränkt.